Comment un partenariat entre une entreprise et une université permet de créer des cockpits virtuels plus intelligents pour la formation des pilotes

La formation des pilotes était, auparavant, une expérience très tactile : les pilotes recevaient des signaux de boutons, d’interrupteurs et de manettes qui leur indiquaient qu’une action avait été prise.

Les simulateurs de vol complets représentent un investissement de plusieurs millions de dollars qui offrent une formation pratique et hautement réaliste. Pour renforcer cette formation et en étendre la portée, le secteur de l’aviation a mis en place des postes de pilotage immersifs avec réalité augmentée et réalité virtuelle qui permettent aux pilotes de pratiquer les procédures hors du simulateur. Ces technologies offrent des opportunités de formation additionnelles à moindres coûts opérationnels tout en complétant, plutôt que remplaçant, l’interaction physique et la rétroaction tactile offertes par les simulateurs de vol.

« Reconnaître ces interactions correctement et en temps réel constitue un défi, puisque les contrôles d’un poste de pilotage impliquent des mouvements complexes. Même de brefs délais ou des erreurs de reconnaissance peuvent nuire au réalisme et à l’efficacité de la formation », explique Joshua Castillo, chercheur en apprentissage machine chez CAE, un leader mondial dans le domaine de la formation par simulation pour les secteurs de l’aviation et de la défense. M. Castillo aide l’entreprise à combler les lacunes présentes dans le secteur.

Apprendre à un poste de pilotage virtuel à décoder le mouvement des mains

Alors que M. Castillo était étudiant aux cycles supérieurs en informatique à l’Université Concordia, il s’est joint à CAE dans le cadre d’un stage Mitacs. Il a alors eu l'occasion de travailler sur des technologies émergentes visant à améliorer la formation des pilotes grâce à des systèmes de réalité augmentée et virtuelle.

L’un des axes de sa recherche était la reconnaissance des mouvements dans un poste de pilotage virtuel. « Cette recherche cherche à résoudre un défi important de la formation immersive, soit de permettre aux pilotes d’interagir naturellement avec les contrôles du poste de pilotage en utilisant seulement leurs mains », déclare M. Castillo. « Cette fonctionnalité a le potentiel de soutenir une nouvelle catégorie de formations immersives, qui complètent les plateformes traditionnelles de simulation en donnant accès à de la formation de haute qualité. »

Grâce à cette technologie, un pilote en formation s’assoit dans un poste de pilotage virtuel en portant un casque de réalité augmentée ou virtuelle. Plutôt que d’interagir physiquement avec des contrôles ou des dispositifs portatifs, les utilisateurs et utilisatrices réalisent des actions naturelles dans le poste de pilotage, que le système transforme ensuite en saisies virtuelles, notamment l’ajustement de manettes, l’activation d’interrupteurs et des interactions plus poussées avec le manche et le manche latéral.

« Parce que l’utilisateur ou l’utilisatrice ne touche pas physiquement les contrôles, la technologie doit être en mesure de reconnaître la manœuvre accomplie seulement par les mouvements et fournir de la rétroaction par l’entremise de la simulation. L’objectif est de rendre ces interactions aussi naturelles et réalistes que possible tout en favorisant la formation efficace des pilotes », explique le chercheur.

Sous la supervision de Marta Kersten-Oertel, Ph. D., ancienne professeure agrégée de l’Université de Concordia, désormais de l’Université d’Ottawa, la recherche de CAE était axée sur l'amélioration de la capacité des systèmes virtuels à interpréter des systèmes virtuels les interactions naturelles dans un poste de pilotage simulé.

« Nous avions pour objectif d’évaluer différentes possibilités technologiques et de mieux comprendre les possibilités et les limites associées aux interactions entre l’humain et l’ordinateur dans des applications de formation avec réalité augmentée ou virtuelle », dit-il. Les solutions qui offrent une formation réaliste, réactive et fiable, adaptée à des environnements opérationnels complexes, sont d’une grande importance.

Mitacs met CAE en relation avec la nouvelle génération de talents

En mettant le secteur privé en contact avec les établissements postsecondaires, Mitacs a permis à CAE d’interagir avec des experts et expertes postsecondaires de premier plan, de contribuer au perfectionnement de talents hautement qualifiés et d’explorer des opportunités dans différents domaines de recherche et développement.

Grâce à la collaboration avec l’Université Concordia et Mitacs, le travail de CAE contribue au perfectionnement de talents spécialisés au Québec et au Canada, renforce les liens entre le milieu postsecondaire et le secteur de la simulation aérospatiale, et soutient l’innovation des technologies de formation immersive. Ces efforts aident aussi à maintenir la position du Canada dans les secteurs de l’aérospatiale et de la simulation en renforçant les capacités et l’expertise pouvant soutenir de futures solutions de formation.

Pour M. Castillo, cette expérience a été significative aussi sur le plan personnel. « Au-delà du soutien de la recherche, Mitacs m’a permis d’acquérir une précieuse expérience de travail sur des défis concrets », affirme-t-il.

Le partenariat de recherche se poursuit et comprend l’exploration d’applications pratiques des technologies émergentes. « Dans le contexte de ce projet, des améliorations à la formation immersive des pilotes pourraient les aider à acquérir et à maintenir des compétences essentielles, ce qui contribue à la sécurité de l’aviation et représente un avantage pour l’ensemble de la société », déclare le chercheur.

« Mitacs a créé une réelle situation gagnant-gagnant grâce aux partenariats entre le secteur privé et le milieu postsecondaire. Ils permettent à des organisations comme CAE d’explorer des possibilités de recherche novatrices tout en donnant à des étudiants comme moi accès à des défis concrets et à de l’expertise en entreprise. En rassemblant ces communautés, Mitacs aide à accélérer l’innovation, à perfectionner les talents et à garantir que la recherche postsecondaire ait des retombées importantes au-delà du monde universitaire. »

Joshua Castillo, chercheur en apprentissage machine, CAE

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